- Vi khuẩn xử lý Nitrate trong xử lý nước thải
Ảnh hưởng của pH pH của môi trƣờng là một trong những yếu tố ảnh hƣởng lớn đến khả năng xử lí nitrate của vi khuẩn. Sau khi đƣợc tăng sinh trong môi trƣờng LB broth trong 24 giờ ở nhiệt độ phòng, tiến hành đo OD600nm và điều chỉnh về các mật độ thích hợp và cấy vào môi trƣờng DM Broth (chứa KNO3 2g/l) đã đƣợc điều chỉnh về các giá trị pH lần lƣợt 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0. Tiến hành khảo sát nồng độ nitrate, nitrite và amoni theo thời gian 0, 6, 12, 24, 48 và 72 giờ. Mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần. 2.4.4. Ảnh hưởng của nồng độ nitrate ban đầu Việc xác định ảnh hƣởng của nồng độ nitrate ban đầu liên quan đến tải trọng xử lí của vi khuẩn, nhằm xác định hiệu quả xử lí của chúng. Vi khuẩn sau khi đƣợc tăng sinh trong môi trƣờng LB broth trong 24 giờ ở nhiệt độ phòng, tiến hành đo OD600nm và điều chỉnh về các mật độ thích hợp và cấy vào môi trƣờng DM Broth chứa nồng độ nitrate lần lƣợt là 300 mg/l; 600 mg/l; 900 mg/l và 1200 mg/l. Tiến hành khảo sát nồng độ nitrate, nitrite và amoni theo thời gian 0, 6, 12, 24, 48, 72, 92 và 120 giờ. Mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần. 3. KẾT QUẢ VÀ ĐỀ NGHỊ 3.1. Kết quả khảo sát sự hiện diện vi khuẩn trong nguồn mẫu và phân lập vi khuẩn 3.1.1. Khảo sát sự hiện diện của vi khuẩn trong mẫu Quá trình xác định sự hiện diện của vi khuẩn xử lí nitrate đƣợc thực hiện trên môi trƣờng Giltay có bổ sung nitrate nhằm xác định khả năng xử lí nitrate, sự tạo thành nitrite và amoni trong môi trƣờng [1]. Kết quả định tính trong môi trƣờng Giltay đƣợc trình bày ở Bảng 1.
Kết quả định tính ở Bảng 1 cho thấy rằng đối với mẫu nƣớc thải và mẫu bùn hoạt tính thu tại KCN Long Hậu, mẫu bùn hoạt tính thu tại KCN Lê Minh Xuân trong môi trƣờng Giltay vẫn còn nitrate sau 3 ngày nuôi trong môi trƣờng Giltay. Điều này chứng tỏ rằng các mẫu này không có sự hiện diện của vi khuẩn xử lí nitrate hoặc vi khuẩn có hoạt tính yếu. Riêng đối với mẫu nƣớc thải thu tại KCN Lê Minh Xuân, khi định tính nitrate bằng diphenylamine, nitrite bằng thuốc thử Griess A, Griess B và amoni bằng thuốc thử Nessler đều không xuất hiện màu đặc trƣng đồng thời có khí tạo thành. Điều này chứng tỏ rằng trong mẫu nƣớc thải khảo sát có sự hiện diện của các vi khuẩn có khả năng xử lí nitrate, đồng thời không tạo thành nitrite và amoni. Đây là điều hết sức quan trọng vì yêu cầu cơ bản của một chủng vi khuẩn xử lí nitrate là ngoài việc có hiệu quả xử lí nitrate cao chúng không đƣợc tạo ra sản phẩm phụ là nitrite và amoni trong môi trƣờng vì đây là 2 chỉ tiêu gây ô nhiễm môi trƣờng rất lớn
Dựa trên kết quả nghiên cứu này, tiến hành phân lập các chủng vi khuẩn có khả năng loại bỏ đƣợc nitrate từ nguồn nƣớc thải. 3.1.2. Phân lập vi khuẩn xử lí nitrate hiện diện trong nước thải KCN Lê Minh Xuân Sau đó, tiến hành phân lập, thu đƣợc 5 chủng vi khuẩn với hình thái, màu sắc, kích thƣớc của các khuẩn lạc. Các chủng này đƣợc xác định tế bào bằng kĩ thuật nhuộm Gram. Kết quả đƣợc trình bày ở Bảng 2
Đối với chỉ tiêu NO2-, chủng vi khuẩn đều sinh nitrite theo thời gian, tăng dần ở những thời điểm đầu và đạt cực đại ở thời điểm 48 giờ ở hầu hết các chủng. Vì đây là thời điểm hàm lƣợng nitrate trong mẫu bắt đầu giảm mạnh nên hàm lƣợng nitrite sinh ra nhiều. Nhƣng sau thời điểm 48 giờ đến thời điểm 72 giờ, hàm lƣợng nitrite bắt đầu giảm xuống khá nhanh. Đối với chỉ tiêu amoni, có sự xuất hiện của amoni từ thời điểm 48 giờ. Đến 72 giờ thì lƣợng amoni đều giảm ở hầu hết các chủng vi sinh, chỉ có ở chủng HLX3 là lƣợng amoni tăng lên. Đối với sinh khối vi khuẩn, mật độ các chủng vi sinh có sự biến động rõ rệt theo thời gian. Hầu hết mật độ tăng ở thời điểm đầu tiên và tiếp tục tăng dần qua các thời điểm sau. Trong quá trình sàng lọc vi khuẩn loại bỏ nitrate, sử dụng môi trƣờng DM broth theo nghiên cứu của Liang và ctv (2011) [1]. Đặc điểm của môi trƣờng DM broth là trong môi trƣờng chỉ chứa 1 nguồn carbon duy nhất là succinate, đây là nguồn carbon phù hợp đối với các chủng vi khuẩn xử lí nitrate. Ngoài nguồn carbon, nguồn nitrogen vi khuẩn bắt buộc phải lấy từ nitrate. Trong môi trƣờng DM còn chứa một số thành phần khoáng vi lƣợng đóng vai trò quan trọng để hình thành nên hoạt tính của vi khuẩn xử lí nitrate là molybden và cobalt. Chính những thành phần quan trọng đó giúp cho vi khuẩn có khả năng xử lí nitrate có thể hoạt động tối ƣu và đảm bảo cho quá trình sàng lọc tốt hơn nhằm chọn ra đƣợc chủng có hoạt tính mạnh nhất. Theo nghiên cứu về quá trình sàng lọc của Yu và ctv (2009) [2] để chọn đƣợc 2 chủng Stenotrophomonas ZZ15 và Oceanimonas YC13 trên môi trƣờng nitrate broth với nồng độ KNO3 là 2 g/l, kết quả thu đƣợc là hàm lƣợng nitrate của 2 chủng này giảm xuống thấp nhất vào thời điểm 60 giờ khảo sát, hàm lƣợng nitrite tạo thành có sự biến động rất lớn và giảm xuống rất thấp vào ngày thứ 9, hàm lƣợng amoni tạo thành tại thời điểm khảo sát cuối cùng là ngày thứ 9 là khoảng 1,5 mg/l. Còn về sinh khối tạo thành đƣợc xác định bằng cách đo OD bƣớc sóng 600 nm trong tất cả các thời điểm khảo sát đều chƣa vƣợt quá 1,0 chứng tỏ mật độ vi khuẩn trong mẫu không cao lắm. So với thí nghiệm sàng lọc này, đối với các chủng vi khuẩn xử lí nitrate thì hàm lƣợng nitrate của chủng HLX5 đã giảm xuống rất thấp tại thời điểm 72 giờ, tức là chậm hơn so với thí nghiệm của Yu và ctv (2009) [2] 12 giờ nhƣng hàm lƣợng nitrite lại giảm nhanh hơn. Còn về sinh khối thì chủng HLX5 cũng hình thành sinh khối nhanh và mạnh hơn so với hai chủng Stenotrophomonas ZZ15 và Oceanimonas YC13. Một số nghiên cứu khác [4], [5], [6] tiến hành sàng lọc cũng chọn lọc các chủng có hoạt tính mạnh nhất nhằm ứng dụng trong xử lí nitrate. Với kết quả sàng lọc này đã chọn ra đƣợc trong 5 chủng khảo sát thì chủng HLX5 là chủng có khả năng xử lí nitrate tốt nhất đồng thời sản sinh các sản phẩm phụ là nitrite và amoni thấp nhất để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét